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Progettazione impilabile di schede PCB
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Progettazione impilabile di schede PCB

Progettazione impilabile di schede PCB

2022-01-20
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Author:pcb

1. Principi generali della disposizione dei livelli:
1.1 Ci sono molti fattori che devono essere considerati per determinare la struttura laminata del Scheda PCB multistrato. In termini di cablaggio, più strati, il meglio per il cablaggio, ma anche il costo e la difficoltà di fare tavole aumenteranno. Per i produttori, se la struttura in laminato è simmetrica o meno è l'attenzione che deve essere prestata quando si producono schede PCB, quindi la selezione del numero di strati deve considerare le esigenze di vari aspetti per raggiungere un equilibrio. Per progettisti esperti, dopo aver completato il pre-layout dei componenti, si concentreranno sull'analisi dei colli di bottiglia di routing della scheda PCB. Combinare altri strumenti EDA per analizzare la densità di cablaggio del circuito stampato; quindi combinare il numero e i tipi di linee di segnale con requisiti di cablaggio speciali come linee differenziali, linee di segnale sensibili, etc. determinare il numero di strati dello strato di segnale; poi secondo il tipo di alimentazione, Requisiti di isolamento e anti-interferenza per determinare il numero di strati elettrici interni. In questo modo, il numero di strati dell'intero circuito è fondamentalmente determinato.
1.2 Il piano di terra sotto la superficie del componente (il secondo strato) fornisce lo strato di schermatura del dispositivo e il piano di riferimento per il cablaggio superiore; lo strato sensibile del segnale dovrebbe essere adiacente a uno strato elettrico interno (potenza interna/strato di terra), utilizzando il grande rame dello strato elettrico interno. Pellicola per fornire schermatura per lo strato del segnale. Lo strato di trasmissione del segnale ad alta velocità nel circuito dovrebbe essere uno strato intermedio del segnale e inserito tra due strati elettrici interni. In questo modo, i film di rame dei due strati elettrici interni possono fornire schermatura elettromagnetica per la trasmissione del segnale ad alta velocità e, allo stesso tempo, la radiazione del segnale ad alta velocità può essere efficacemente limitata tra i due strati elettrici interni, in modo da non causare interferenze esterne.

1.3 Tutti gli strati di segnale dovrebbero essere adiacenti al piano di terra il più possibile;

1.4 Cercate di evitare due livelli di segnale direttamente adiacenti l'uno all'altro; Il crosstalk è facilmente introdotto tra gli strati di segnale adiacenti, con conseguente guasto del circuito. L'aggiunta di un piano di terra tra i due strati del segnale può efficacemente evitare il crosstalk.

1.5 L'alimentatore principale dovrebbe essere adiacente ad esso, per quanto possibile;

1.6 Prendere in considerazione la simmetria della struttura laminata.

1.7 Per il layout layer della scheda madre, la scheda madre esistente è difficile da controllare cavi paralleli a lunga distanza. Per la frequenza di funzionamento a livello di scheda superiore a 50MHZ (si può fare riferimento al caso sottostante 50MHZ e rilassamento appropriato), i principi di layout raccomandati:

La superficie del componente e la superficie di saldatura sono piani di terra completi (schermatura); non vi sono strati paralleli adiacenti di cablaggio; tutti gli strati di segnale siano il più possibile adiacenti al piano di terra; I segnali chiave sono adiacenti al piano di terra e non attraversano l'area divisoria. Nota: Quando si impostano gli strati di una scheda PCB specifica, è necessario afferrare in modo flessibile i principi di cui sopra. Sulla base della comprensione dei suddetti principi, secondo le esigenze della scheda singola efficace, quali: se sono necessari uno strato di cablaggio chiave, alimentazione elettrica e piano di terra. Aspetto, determina la disposizione degli strati, e non strofinarlo forte, o tienilo stretto.

1.8 Gli strati elettrici interni a terra multipli possono ridurre efficacemente l'impedenza di terra. Ad esempio, lo strato di segnale A e lo strato di segnale B utilizzano piani di terra separati

, che può efficacemente ridurre l'interferenza di modalità comune.

PCB board

2.Strutture impilate comunemente usate:

2.1 Scheda a 4 strati

Di seguito è riportato un esempio di una scheda a 4 strati per illustrare come ottimizzare la disposizione e la combinazione di varie strutture impilate.

Per schede comuni a 4 strati, ci sono diversi metodi di impilamento (dall'alto al basso).

(1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

(2) Siganl_1 (Top), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

(3) POWER (Top), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom). Ovviamente, l'opzione 3 manca di un alloggio efficace tra il piano di potenza e il piano di terra e non deve essere utilizzata. Come scegliere quindi l'opzione 1 e l'opzione 2? In circostanze normali, i progettisti sceglieranno lo schema 1 come struttura della scheda a 4 strati. La ragione della scelta non è che l'opzione 2 non può essere utilizzata, ma che le schede PCB ordinarie posizionano solo componenti sullo strato superiore, quindi è più opportuno utilizzare l'opzione 

1. E lo spessore dielettrico tra lo strato di alimentazione interno e lo strato di terra è grande e l'accoppiamento è scarso, è necessario considerare quale livello ha meno linea di segnale. Per lo schema 1, ci sono meno linee di segnale sullo strato inferiore e una pellicola di rame di grande area può essere utilizzata per accoppiarsi con lo strato POWER; al contrario, se i componenti sono disposti principalmente sullo strato inferiore, lo schema 2 dovrebbe essere utilizzato per fare la scheda.


2.2 6-scheda layer

Dopo aver completato l'analisi della struttura laminata del bordo a 4 strati, il seguente è un esempio del metodo di combinazione del bordo a 6 strati per illustrare la disposizione e la combinazione della struttura laminata del bordo a 6 strati e il metodo preferito. (1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), POWER (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Lo schema 1 adotta 4 strati di strati di segnale e 2 strati di potenza interna/ground layers, che ha più livelli di segnale, che favorisce il lavoro di cablaggio tra componenti, ma i difetti di questo sistema sono anche più evidenti, che si manifestano nei seguenti due aspetti.

"Lo strato di potenza e lo strato di terra sono lontani e non completamente accoppiati.
‘¡ The signal layer Siganl_2 (Inner_2) and Siganl_3 (Inner_3) are directly adjacent, e l'isolamento del segnale non è buono, e le conversazioni incrociate sono inclini a verificarsi. (2) Siganl_1 (Top), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Schema 2 Rispetto allo schema 1, lo strato di alimentazione e lo strato di terra sono completamente accoppiati, che presentano alcuni vantaggi rispetto al regime 1, ma i livelli di segnale Siganl_1 (Top) e Siganl_2 (Inner_1) e Siganl_3 (Inner_4) e Siganl_4 (Bottom) sono direttamente adiacenti, l'isolamento del segnale non è buono, e il problema del crosstalk facile non è stato risolto. (3) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Bottom). Rispetto allo schema 1 e allo schema 2, lo schema 3 riduce uno strato di segnale e aggiunge uno strato elettrico interno. Anche se gli strati disponibili per il cablaggio sono ridotti, questo schema risolve i difetti comuni dello schema 1 e dello schema 2.
‘  Lo strato di potenza e lo strato di terra sono strettamente accoppiati.
‘¡ EOgni livello di segnale è direttamente adiacente allo strato elettrico interno ed è efficacemente isolato da altri livelli di segnale, quindi il crosstalk non è facile da verificarsi.
‘¢ Siganl_2 (Inner_2) è adiacente ai due strati elettrici interni GND (Inner_1) e POWER (Inner_3), che possono essere utilizzati per trasmettere segnali ad alta velocità. I due strati elettrici interni possono efficacemente proteggere l'interferenza esterna allo strato Siganl_2 (Inner_2) e l'interferenza Siganl_2 (Inner_2) al mondo esterno. Tenendo conto di tutti gli aspetti, scheme 3 è ovviamente una specie di chimica. Allo stesso tempo, scheme 3 è anche una struttura laminata comunemente usata per schede a 6 strati. Attraverso l'analisi dei due esempi di cui sopra, Credo che i lettori abbiano una certa comprensione della struttura a cascata, ma in alcuni casi, un determinato regime non può soddisfare tutti i requisiti, che richiede la considerazione della priorità dei vari principi di progettazione. Purtroppo, poiché la progettazione dello strato del circuito stampato è strettamente correlata alle caratteristiche del circuito reale, le prestazioni anti-interferenza e la messa a fuoco di progettazione di diversi circuiti sono diversi, quindi in realtà, questi principi non hanno una priorità definita per riferimento. Ma è certo che il principio di progettazione 2 (lo strato interno dell'alimentazione elettrica e lo strato di terra dovrebbero essere strettamente accoppiati) deve essere soddisfatto prima nella progettazione, e se è necessario trasmettere segnali ad alta velocità nel circuito, allora il principio di progettazione 3 (lo strato di trasmissione del segnale ad alta velocità nel circuito) dovrebbe essere lo strato intermedio del segnale e inserito tra i due strati elettrici interni) deve essere soddisfatto.

2.3Scheda a 10 strati

Progettazione tipica di PCB a 10 strati

La sequenza generale di cablaggio è TOP--GND---livello di segnale---livello di potenza---GND---livello di segnale---livello di potenza---livello di segnale---GND---BOTTOM. L'ordine di cablaggio stesso non è necessariamente fisso, ma ci sono alcuni standard e principi che lo costano: per esempio, gli strati adiacenti dello strato superiore e quello inferiore utilizzano GND per garantire le caratteristiche EMC della scheda; ad esempio, ogni livello di segnale è preferibilmente utilizzato come piano di riferimento del livello GND; l'alimentazione elettrica utilizzata dall'intera scheda singola è data priorità alla posa di un intero pezzo di rame; quello che è suscettibile di interferenze, ad alta velocitàPCB board, e lo strato interno lungo la transizione è preferito, e così via.